Los ocho imanes toroidales alrededor del calorímetro del experimento ATLAS en el CERN. Este calorímetro mide las energías de las partículas producidas cuando los protones chocan en el centro del detector. | Crédito de la foto: CERN
Los científicos del CERN afirmaron que una nueva medición de precisión de la masa del bosón W realizada por el experimento ATLAS estaba en línea con la predicción del Modelo Estándar (SM) de la física de partículas. Este resultado preliminar se basa en un nuevo análisis de una muestra de 14 millones de bosones W candidatos producidos en colisiones protón-protón (pp) en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas del CERN.
El bosón W y el bosón Z, su contraparte eléctricamente neutra, son los portadores de la fuerza nuclear débil, la fuerza fundamental que causa la radiactividad y comienza la reacción de fusión nuclear que alimenta al sol.
La nueva medición de ATLAS es más precisa que todas las mediciones anteriores de la masa del bosón W, excepto una: la última medición del experimento CDF en Tevatron, un acelerador de Fermilab que cerró en 2011 ( Primera línea6 de mayo de 2022).
En el SM, la masa del bosón W se limita a pesar 80,354 millones de electronvoltios (MeV), con una incertidumbre de 7 MeV. Cualquier desviación de esta predicción indicaría nueva física, como nuevas partículas o interacciones. En 2017, ATLAS publicó su primera medición de la masa del bosón W, que se determinó utilizando una muestra de bosones W registrada en 2011, cuando el LHC funcionaba con una energía de colisión de 7 billones de eV. La masa era de 80.370 MeV, con una incertidumbre de 19 MeV, lo que concordaba en buena medida con la predicción de SM. Esta fue la medida de masa más precisa hasta la fecha.
El año pasado, la colaboración CDF anunció una medición aún más precisa basada en un análisis de su conjunto de datos completo recopilado en el Tevatron. El resultado, 80 434 MeV con una incertidumbre de 9 MeV, difería significativamente de la predicción de SM y de los otros resultados experimentales.
En su nuevo estudio, ATLAS volvió a analizar su muestra de bosones W de 2011, mejorando la precisión de su medición anterior. La nueva masa del bosón W, 80.360 MeV con una incertidumbre de 16 MeV, es 10 MeV menor que el resultado anterior de ATLAS y un 16% más preciso, aparentemente según SM.
“Como el documento de ATLAS describe un ‘reanálisis’ de los mismos datos de 2017, ¡es de esperar obtener un valor similar al anterior!” dijo Ashutosh Kotwal, autor principal del CDF, en un correo electrónico a Primera línea. “Solo el ajuste de datos [a technique to determine mass] aspecto del análisis está ligeramente actualizado…”, agregó.
